ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
средами. Так, при выдавливании порошком на основе графита со скоростью деформирования 700 мм/сек н а дежная герметизация была обеспечена при зазоре между контейнером и инструментом 0,05—0,10 мм. Это позволи ло применять для гидропрессования квазижидкой средой на основе графита серийную оснастку без использования специальной системы уплотнения [65].
При прочих равных условиях значительное влияние на герметичность уплотнений оказывает скорость повы шения давлення в жидкости. Так, например, при созда нии давления в жидкости объемом 8-Ю3 см3 ударом плунжера массой 5 кг со скоростью v0—25,3 м/сек даже при наличии значительного радиального зазора 0,3 мм давление в жидкости достигает 3600 ат. При нулевом зазоре давление жидкости повышается при прочих рав ных условиях до 3900 ат [29, с. 18—22].
4. ПЛУНЖЕР, МАТРИЦА, ЗАГОТОВКА
Работоспособность основных деталей установок опре деляется не только выбором материала, но и в значи тельной мере конструктивным оформлением и техноло гией их изготовления. Неоднократно наблюдались слу чаи, когда более качественно изготовленные детали из стали с худшими механическими свойствами работали надежнее, чем такие же детали из другой стали с более высокими механическими свойствами, при изготовлении которых были нарушены технологические режимы.
Некоторые требования к конструкции и обработке деталей были изложены выше. Общим требованием к деталям, работающим при высоких давлениях, является отсутствие резких переходов, острых кромок, проточек и других концентраторов напряжений. Разрушение обыч но начинается в этих местах. Очень трудно обеспечить стойкость деталей, в которых из-за неудачной конфигу рации или различиясопрягаемых размеров возникают большие растягивающие остаточные напряжения после термообработки. В лучших условиях находятся детали, материал которых в процессе работы подвергается в ос новном сжимающим напряжениям. В отдельных случа ях конструктивным путем создают условия для получе ния предварительно сжимающих напряжений, соизмери мых по величине с давлением прессования, в тех деталях,
которые под нагрузкой испытывают растягивающие на пряжения. Пример такого решения — изготовление мно-- гослойных контейнеров.
В отдельных случаях удачным конструктивным реше нием можно значительно упростить деталь. Матрицы,
массивные при |
установке |
вне контейнера, |
стали ком |
|
пактнее |
и намного меньше |
по размерам при их разме |
||
щении |
внутри |
контейнера. |
Одновременно |
упростилось |
и стало надежнее уплотнение матриц. На основе имею щегося в настоящее время опыта можно сделать неко
торые |
замечания по конструктивному |
оформлению ос |
|||||
новных деталей |
узлов, а также |
выбору |
материалов. |
||||
При изготовлении плунжеров опробованы различные |
|||||||
марки |
сталей |
и твердых |
сплавов: |
ХВГ, ШХ15, Р18, |
|||
4Х8В2, ЗХ2В8, |
ВК15 и др. Стали |
подвергали |
ковке и |
||||
термообработке |
до твердости |
по поверхности |
HRC— |
||||
= 56—60. При давлениях |
5000—12000 |
ат удовлетвори |
тельную стойкость показали детали из стали марок
ШХ15 и ЗХ2В8. При давлениях |
12000—29000 ат приме |
няют стали с 0В = 2ОО—210 |
кГ/мм2, 6=6,5—7%, |
Я / ? С = 5 6 . |
|
. Плунжер |
|
Конструкция плунжера с подвижным уплотнением «грибкового» типа (рис. 21) выполнена в виде двух частей — стержня (рис. 41) и ввинчивающейся головки (см. рис. 34), представляющей собой уплотнительный узел. Такое исполнение плунжера обеспечивает ряд пре имуществ в условиях промышленного производства.
425
Рис. 41. Конструкция плунжера с подвижным уплотннї'еЛьн-ьм* узлом
На стадии изготовления:
1) сокращаются габариты требуемых поковок для изготовления плунжера;
2)упрощается механическая обработка стержня плунжера. Поле допусков по поверхности составляет 0,2—0,8 мм;
3)головка и стержень могут быть термически обра ботаны на различную твердость.
На стадии эксплуатации:
1) повышается производи тельность за счет сокращения времени, необходимого для смены уплотнительных колец. На прессе имеется перед нача лом прессования несколько полностью собранных головок. При выходе из строя уплотне нии головку выворачивают из стержня и устанавливают но
вую. Время, необходимое на эту операцию, не превышает времени подготовки контейнера к повторному прессова нию. Параллельно с процессом прессования подручный прессовщика меняет вышедшее из строя уплотнительное кольцо. При выходе из строя головки цельнометалличе ского прессштемпеля значительное количество времени идет на его смену. Если прессштемпель сборный, замена головки, как показано выше, не требует дополнительного времени;
2) стойкость стержня прессштемпеля выше стойкости головки, поэтому сборная конструкция позволяет сокра тить расход высоколегированной инструментальной стали и объем механической обработки за счет смены лишь головки прессштемпеля (или отдельных ее эле ментов) .
На рис. 42 приведена конструкция плунжера при стационарном уплотнении (см. рис. 38).
Плунжер представляет собой гладкий цилиндр. Для снижения износа уплотнительных колец чистота поверх ности плунжера должна соответствовать 9—11-му клас су. На торце изготовлена конусная заходная часть, при чем угол конусности выбирают равным не более 30 град, переход от конусной поверхности к цилиндрической скругляют.
Расчет плунжера на прочность не отличается от рас чета прессштемпеля при обычном прессовании [96].
МатрицаКонструкция матрицы зависит от применяемого спо
соба уплотнения. На рис. 43 приведены конструкции ос новных типов матриц.
Ф 6510,05
|
а |
|
|
6 |
|
|
Рис. 43. Конструкции |
основных типов матриц |
[9]: |
|
|||
а — м а т р и ц а для |
установки вне |
контейнера; |
б — матрица |
для |
установ |
|
|
ки в |
контейнере |
|
|
|
|
Матрицы, |
уплотняемые |
с помощью гидроподжима |
||||
(см. рис. 17), |
расположены |
вне |
контейнера |
и имеют |
большие размеры. Для повышения прочности матриц их бандажируют посадкой с натягом одного или несколь ких колец.
Преимущество такой конструкции матриц по сравне нию с матрицами, размещенными в контейнере, — в бо лее полном использовании объема контейнера, т. е. при равных размерах контейнера становится возможным применение более длинной заготовки.
Недостатки матриц с наружным расположением: громоздкость и ненадежность уплотнительного узла, большая металлоемкость н сложность изготовления, от сутствие жидкостного бокового подпора в процессе вы давливания.
Матрицы с гидроподжимом применяли на первых установках. В настоящее время почти во всех, гидро прессовых конструкциях применяют матрицы, распола гаемые внутри рабочего контейнера. В результате от-
п а д а е т н е о б х о д и м о с т ь в с п е ц и а л ь н о й г и д р о с и с т е м е |
д л я |
|||||||||||||||||
у п л о т н е н и я |
матрицы. За |
счет |
|
бокового |
п о д п о р а жид |
|||||||||||||
к о с т и с т а н о в и т с я |
возможным |
|
п р и м е н е н и е |
|
тонкостен |
|||||||||||||
н ы х м а т р и ц , |
при э т о м |
к а л и б р у ю щ и й |
п о я с о к |
матрицы |
||||||||||||||
должен |
быть |
всегда |
р а с п о л о ж е н в ы ш е |
у п л о т н и т е л ь н ы х |
||||||||||||||
колец. При |
н е о б х о д и м о с т и |
у в е л и ч е н и я |
наружного |
д и а |
||||||||||||||
м е т р а матрицы, |
например |
д л я ^ з а п р е с с о в к и |
твердоспла |
|||||||||||||||
|
|
|
|
в н о й в с т а в к и , в к о н т е й н е р е |
и з г о т о в л я |
|||||||||||||
|
|
|
|
ю т с п е ц и а л ь н у ю |
п о л о с т ь |
большего |
д и |
|||||||||||
|
|
|
|
а м е т р а |
( с м . |
р и с . |
19). |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Как |
|
о т м е ч а л о с ь |
в ы ш е , |
|
в а ж н ы м |
||||||||
|
|
|
|
п р е и м у щ е с т в о м |
процессов |
|
гидропрес |
|||||||||||
|
|
|
|
с о в а н и я я в л я ю т с я ж и д к о с т н ы е |
у с л о |
|||||||||||||
|
|
|
|
в и я т р е н и я |
н а в с е х |
участках |
д в и ж е |
|||||||||||
|
|
|
|
н и я |
деформируемого |
м а т е р и а л а . |
Од |
|||||||||||
|
|
|
|
н а к о |
|
п р и |
определенных |
у с л о в и я х |
( с м . |
|||||||||
|
|
|
|
г л . |
|
III) |
|
ж и д к о с т н а я |
п л е н к а |
м о ж е т |
||||||||
|
|
|
|
н а р у ш а т ь с я . |
|
Установлено, |
ч т о |
н а д е ж - |
||||||||||
рнс. 44. комбиниро- |
н о с т ь |
с м а з к и |
в о з р а с т а е т |
п р и |
и с п о л ь - |
|||||||||||||
ванная матрица |
|
з о в Э Н И И |
|
КОМбИНИрОВЭННОЙ |
М Э Т р И Ц Ы |
|||||||||||||
|
|
|
|
( р и с . |
|
44). |
По |
к о л ь ц е в ы м |
|
п р о т о ч к а м |
||||||||
ж и д к о с т ь п о д в о д и т с я в о в р е м я п р е с с о в а н и я |
в к о н т а к т |
|||||||||||||||||
н у ю зону о ч а г а д е ф о р м а ц и и . Применение |
п о д о б н о й |
к о н |
||||||||||||||||
с т р у к ц и и м а т р и ц ы п о з в о л и л о у с т р а н и т ь н а ч а л ь н ы й |
п и к |
|||||||||||||||||
д а в л е н и я |
и |
п о в ы с и т ь |
о б щ и й срок |
с л у ж б ы |
м а т р и ц ы . |
|
||||||||||||
Для о б л е г ч е н и я |
обработки |
очка м а т р и ц ы |
с л о ж н о г о |
|||||||||||||||
п р о ф и л я |
е е |
м о ж н о |
и з г о т о в л я т ь |
из отдельных |
с е к т о р о в , |
|||||||||||||
о б р а б о т к а |
к о т о р ы х |
проще. |
Матрицу |
|
у с т а н а в л и в а ю т |
|||||||||||||
в т о н к о с т е н н у ю |
обойму. При |
подъеме |
д а в л е н и я |
ж и д к о |
||||||||||||||
с т и в к о н т е й н е р е |
оболочка |
плотно |
о х в а т ы в а е т |
с е к т о р ы , |
||||||||||||||
п р е д о т в р а щ а я |
у т е ч к у |
|
жидкости |
и з |
к о н т е й н е р а . |
От |
||||||||||||
сутствие р а с т я г и в а ю щ и х |
напряжений п о з в о л я е т |
исполь |
||||||||||||||||
з о в а т ь д л я и з г о т о в л е н и я |
|
м а т р и ц |
в ы с о к о п р о ч н ы е , |
но |
||||||||||||||
п л о х о р а б о т а ю щ и е на р а с т я ж е н и е |
м а т е р и а л ы 1 . |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Заготовка |
|
|
|
|
|
|
|
||||
На торце |
з а г о т о в к и |
п е р е д |
|
г и д р о п р е с с о в а н и е м , |
к а к |
|||||||||||||
п р а в и л о , и з г о т о в л я ю т |
|
к о н у с , |
т о ч н о о т в е ч а ю щ и й |
заход- |
||||||||||||||
ному конусу |
матрицы. |
Конус |
н е о б х о д и м |
д л я |
п р е д в а р и |
|||||||||||||
т е л ь н о г о уплотнения |
|
з а г о т о в к и - |
в м е с т е |
к о н т а к т а с |
1 Патент (англ.), кл. ВЗР (В21с), № 1109871, 1968.
матрицей, что достигается запрессовкой с определенным усилием заготовки в матрицу. Дополнительная операция механической обработки торца заготовки на конус неже лательна, так как удорожается технологический процесс, часть металла заготовки переходит в стружку, увеличи ваются технологические отходы при удалении нерав номерно деформированного выходного конца пресс-
изделия. |
|
|
|
|
|
Существенный |
|
недо |
|||
статок |
процесса |
гидро |
|||
статического |
прессова |
||||
ния — сложность |
|
предот |
|||
вращения |
разрядки |
кон |
|||
тейнера |
в |
конечной |
ста |
дии |
прессования. |
Часто |
Рис. 45. Способ высокоскоростного гид |
ропрессоваиия |
|||
для |
запирания |
канала |
|
матрицы в этой |
стадии |
|
применяют заготовку с утолщением на задней торцовой части. Начало выдавливания утолщенной части легко фиксируется по манометру—-давление резко возра стает.
В этот момент процесс останавливают. При таком способе торможения заготовки, помимо увеличения тех нологических отходов металла, резко снижается произ водительность процесса, так как после каждой прес совки установку необходимо разбирать, тем или иным способом отрезать прессизделие и удалять прессоста ток.
Разработанные нами способы гидромеханического прессования, а также ряд способов торможения прессизделия в конечной стадии прессования позволили уп ростить конструкцию заготовки и резко повысить про
изводительность процесса за счет прессования |
«слиток |
за слитком» (см. гл. I V ) . |
|
Пик начального Давления выдавливания |
можно |
снизить, изменив конструкцию заготовки. На коничес кой части заготовки делают продольные и поперечные проточки, благодаря чему улучшаются условия смазки в начальный момент прессования1 . К снижению началь ного давления приводит изготовление полости в перед нем торце заготовки.
1 Патент (япон.), кл. 12С223.1, № 8353, 1969.